RU2412090C1 - Separation device - Google Patents

Abstract

FIELD: transport.

SUBSTANCE: invention relates to appliances intended for separation of space object or rocket components. Proposed device comprises hosing 1 and dressing block 2 with flat working surface. Channel 19 to accommodate pyrotechnical appliance 3 and piston 18 with blade 3 is arranged in sais housing. Said blade has sharp edge 20 with two lateral parts 21, 22, parallel to dressing block surface. Said lateral parts have sharp edges perpendicular to dressing block surface. Blade 4 is rigidly coupled with piston 18 in its central part. Tear-off elements intended for locking the device in initial position are made up of two cotter pins 5 fitted in the housing and two lateral parts of the blade. Dressing block has two bores 16 to receive lateral parts 21, 22. Channel 19 and piston 18 are cylindrical. Surface of piston 18has grooves 12 to receive O-rings 23.

EFFECT: reliable tearing off and preventing twisting of communication lines in separation.

3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к ракетно-космической технике, более конкретно - к средствам для разделения частей космического объекта или ракеты.The invention relates to rocket and space technology, and more particularly to means for separating parts of a space object or rocket.

Известно устройство для разделения коммуникаций, входящее в состав узла электрической связи разделяемых частей ракет по авторскому свидетельству СССР №1740970, опубл. 15.06.1992 [1]. Узел содержит нож цилиндрической формы с острой кромкой, закрепленный на одной из разделяемых частей космического объекта. В канале цилиндрического ножа установлен уплотнительный элемент, через который пропущены подлежащие разделению коммуникации. Последние закреплены на обеих разделяемых частях космического объекта, причем со стороны ножа, имеющей острую кромку, таким образом, что огибают ее. При разделении частей космического объекта коммуникации, вытягиваемые через уплотнение, прижимаются к острой кромке и разрезаются.A device for the separation of communications, which is part of the electrical communication center of the separated parts of the missiles according to the author's certificate of the USSR No. 1740970, publ. 06/15/1992 [1]. The node contains a knife of cylindrical shape with a sharp edge, mounted on one of the shared parts of the space object. A sealing element is installed in the channel of the cylindrical knife, through which communications to be divided are passed. The latter are fixed on both shared parts of the space object, moreover, from the side of the knife having a sharp edge, so that they bend around it. When separating the parts of a space object, communications drawn through a seal are pressed against a sharp edge and cut.

При таком принципе действия устройства возможно закручивание разделяемых частей космического объекта из-за воздействия, оказываемого ими друг на друга в процессе вытягивания коммуникаций, которое происходит после уже начавшегося разделения.With this principle of operation of the device, it is possible to twist the shared parts of the space object due to the impact they exert on each other in the process of drawing communications, which occurs after separation has already begun.

Известно также устройство для разделения коммуникаций по патенту Российской Федерации №2301184 (опубл. 20.06.2007 [2]), содержащее корпус и соединенную с ним наковальню с плоской рабочей поверхностью. В корпусе выполнен канал, имеющий прямоугольное поперечное сечение, в котором размещены имеющий такое же сечение поршень и пирозаряд. Поршень с противоположной пирозаряду стороны имеет прямолинейную острую кромку, параллельную рабочей поверхности наковальни и выполняющую функцию ножа. Подлежащие разделению коммуникации пропущены через окно между прямолинейной острой кромкой и наковальней. Поршень удерживается в исходном положении срезаемым штифтом.A device for separating communications according to the patent of the Russian Federation No. 2301184 (publ. 06/20/2007 [2]) is also known, comprising a housing and an anvil connected to it with a flat working surface. In the housing, a channel is made having a rectangular cross-section, in which a piston and a pyro-charge having the same cross-section are placed. The piston on the opposite side of the pyro charge has a straight sharp edge parallel to the working surface of the anvil and serving as a knife. Communications to be split are passed through a window between a rectilinear sharp edge and an anvil. The piston is held in its original position by a shear pin.

Данное устройство способно осуществить разделение коммуникаций практически одновременно с началом разделения, и риск возникновения закрутки разделяемых частей космического объекта снижен. Однако он не исключен полностью из-за того, что при резке коммуникаций происходит их деформация, при которой краевые части коммуникаций могут выйти из зоны действия острой кромки поршня. При этом возможны недорез коммуникаций и вследствие этого - сохранение зацепления разделяемых частей. Возникновению этого явления, кроме того, может способствовать снижение режущего усилия из-за недостаточной герметичности контакта между поршнем и каналом корпуса, которую трудно обеспечить при прямоугольной форме их сечений. Недостаточная герметичность может быть обусловлена также наличием упомянутого штифта, установленного непосредственно в стенке канала, по которому должен двигаться поршень, и, кроме того, большими поперечными размерами указанного канала и поршня, поскольку они при описанной конструкции устройства должны быть одинаковыми с размером пучка коммуникаций.This device is able to carry out the separation of communications almost simultaneously with the beginning of the separation, and the risk of twisting of the separated parts of the space object is reduced. However, it is not completely excluded due to the fact that during cutting of communications, their deformation occurs, in which the edge parts of the communications can get out of the range of the sharp piston edge. At the same time, under-communication is possible and, as a result, maintaining the engagement of the shared parts. The occurrence of this phenomenon, in addition, can be facilitated by a decrease in cutting force due to insufficient tightness of contact between the piston and the channel of the housing, which is difficult to ensure with the rectangular shape of their cross sections. Insufficient tightness can also be due to the presence of the aforementioned pin installed directly in the wall of the channel along which the piston should move, and, in addition, the large transverse dimensions of the specified channel and piston, since they must be the same with the size of the communication bundle with the described device design.

Данное известное устройство наиболее близко к предлагаемому.This known device is the closest to the offer.

Техническое решение по предлагаемому изобретению направлено на достижение технического результата, заключающегося в повышении надежности перерезания коммуникаций при разделении частей космического объекта и предотвращении их закрутки.The technical solution according to the invention is aimed at achieving a technical result, which consists in increasing the reliability of cutting communications while separating parts of a space object and preventing their twisting.

Ниже при раскрытии сущности предлагаемого изобретения и рассмотрении работы устройства будут названы и другие виды достигаемого технического результата.Below, when disclosing the essence of the invention and considering the operation of the device, other types of achieved technical result will be named.

Устройство для разделения коммуникаций по предлагаемому изобретению, как и указанное выше наиболее близкое к нему известное, содержит корпус и соединенную с ним наковальню с плоской рабочей поверхностью. В корпусе выполнен канал, в котором установлены пиротехническое средство и поршень с ножом, имеющим острую кромку, параллельную рабочей поверхности наковальни. Наковальня установлена с образованием окна между ее рабочей поверхностью и указанной острой кромкой ножа, предназначенного для подлежащих разделению коммуникаций. Кроме того, устройство содержит срезные элементы для фиксации его в исходном состоянии.The device for separating communications according to the invention, as well as the aforementioned closest known to it, contains a housing and an anvil connected to it with a flat working surface. A channel is made in the housing, in which pyrotechnic means and a piston with a knife having a sharp edge parallel to the working surface of the anvil are installed. The anvil is installed with the formation of a window between its working surface and the indicated sharp edge of the knife, intended for communications to be divided. In addition, the device contains shear elements for fixing it in its original state.

Для достижения названного выше технического результата в предлагаемом устройстве в отличие от наиболее близкого к нему известного нож снабжен двумя боковыми частями, каждая из которых имеет острую кромку, перпендикулярную рабочей поверхности наковальни. Нож жестко соединен с поршнем в середине своей части, содержащей острую кромку, параллельную рабочей поверхности наковальни. Срезные элементы для фиксации устройства в исходном состоянии выполнены в виде двух чек, установленных в корпусе и боковых частях ножа, а наковальня выполнена с двумя отверстиями для вхождения в них указанных боковых частей ножа. При этом канал и поршень выполнены цилиндрическими и на поверхности поршня выполнены, по меньшей мере, две проточки, в каждой из которых установлены уплотнительные кольца.To achieve the above technical result in the proposed device, in contrast to the closest known knife, it is equipped with two side parts, each of which has a sharp edge perpendicular to the working surface of the anvil. The knife is rigidly connected to the piston in the middle of its part, containing a sharp edge parallel to the working surface of the anvil. Shear elements for fixing the device in the initial state are made in the form of two checks installed in the case and the side parts of the knife, and the anvil is made with two holes for the entry of the specified side parts of the knife. In this case, the channel and the piston are cylindrical and at least two grooves are made on the piston surface, in each of which sealing rings are installed.

Наличие ножа, выполненного в виде отдельного средства, жестко соединенного с поршнем и имеющего три режущих кромки, из которых две являются боковыми, обеспечивает разделение коммуникаций без недореза их периферийных частей. При этом поперечные размеры поршня и канала не связаны с размерами пучка подлежащих разделению коммуникаций и могут быть выбраны любыми, в том числе и меньше поперечного размера пучка коммуникаций. Это облегчает достижение герметичности контакта поршня со стенками канала, в котором он размещен, а их цилиндрическая форма позволяет осуществить герметизацию контакта между ними с помощью установленных в проточках поршня уплотнительных колец. Это, в свою очередь, устраняет возможность уменьшения срезающего усилия из-за утечки газов. Такую же роль играет установка срезных элементов - чек, фиксирующих исходное положение подвижных частей устройства, не в канале с поршнем, а в той части корпуса, где размещен нож. В совокупности названные факторы, действующие, как следует из сказанного выше, во взаимосвязи, обеспечивают повышение надежности перерезания коммуникаций разделяемых частей космического объекта без возмущающего воздействия на разделяющие части и отсутствие их закрутки.The presence of a knife, made in the form of a separate tool, rigidly connected to the piston and having three cutting edges, two of which are lateral, ensures the separation of communications without undercutting of their peripheral parts. In this case, the transverse dimensions of the piston and the channel are not related to the dimensions of the beam of the communications to be separated and can be selected by any, including smaller than the transverse size of the communications beam. This facilitates the achievement of tightness of the contact of the piston with the walls of the channel in which it is placed, and their cylindrical shape makes it possible to seal the contact between them using sealing rings installed in the grooves of the piston. This, in turn, eliminates the possibility of reducing shear forces due to gas leakage. The same role is played by the installation of shear elements - a check, fixing the initial position of the moving parts of the device, not in the channel with the piston, but in that part of the body where the knife is located. Together, these factors, acting, as follows from the above, in interconnection, provide an increase in the reliability of cutting communications of shared parts of a space object without a disturbing effect on the separating parts and the absence of their twist.

Целесообразно в каждой проточке устанавливать по два уплотнительных кольца, одно из которых выполнено из фторопласта, а другое - из резины, причем уплотнительное кольцо, выполненное из фторопласта, следует устанавливать ближе к ножу.It is advisable to install two o-rings in each groove, one of which is made of fluoroplastic, and the other is made of rubber, and the o-ring made of fluoroplastic should be installed closer to the knife.

Резиновое кольцо обеспечивает герметичность контакта поршня с цилиндром, а фторопластовое кольцо поддерживает резиновое кольцо и тем самым способствует его более равномерному деформированию. В отсутствие фторопластового кольца при срабатывании пироэнергодатчика из-за неравномерной деформации резинового кольца может произойти заклинивание ножа.The rubber ring ensures tightness of the piston contact with the cylinder, and the PTFE ring supports the rubber ring and thereby contributes to its more uniform deformation. In the absence of a fluoroplastic ring, when the pyroenergy sensor is triggered, knife jamming may occur due to uneven deformation of the rubber ring.

Кроме того, к наковальне присоединена скоба, охватывающая разрезаемые коммуникации для дополнительной фиксации их.In addition, a bracket is attached to the anvil, covering the cut communications for additional fixing them.

Изобретение иллюстрируется чертежами:The invention is illustrated by drawings:

на фиг.1 показано предлагаемое устройство в состоянии, предшествующем разделению частей объекта;figure 1 shows the proposed device in a state preceding the separation of the parts of the object;

на фиг.2 - скоба 7, прижимающая волноводы 10;figure 2 - bracket 7, pressing the waveguides 10;

на фиг.3 - предлагаемое устройство в состоянии после разделения;figure 3 - the proposed device in the state after separation;

Устройство для разделения коммуникаций содержит корпус 1 и наковальню 2. В корпусе выполнена полость 17 для установки ножа 4 и цилиндрический канал 19 для установки соединенного с ножом поршня 18. Нож 4 выполнен из твердого материала, например титана, с тремя режущими кромками: основной 20, параллельной рабочей поверхности наковальни 2, и двумя дополнительными боковыми 21 и 22, расположенными перпендикулярно к основной режущей кромке 20. Боковые кромки 21 и 22 препятствуют боковому перемещению разрезаемых коммуникаций и обеспечивают разделение коммуникаций без недореза их периферийных частей. С основной режущей кромкой жестко соединен поршень 18, расположенный в цилиндрическом канале 19. Над поршнем 18 в цилиндрическом канале 19 расположено пиротехническое средство, выполненное в виде пироэнергодатчика 3, который содержит нить накаливания 11, воспламенитель 15 и рабочий заряд 16. Нож 4 удерживается в корпусе 1 в начальном положении при помощи двух срезных чек 5. Срезные чеки 5 выполнены из мягкого металла (алюминиевый сплав) и небольшого поперечного сечения, они вворачиваются в корпус 1 по резьбе и фиксируют нож 4 в начальном положении до момента срабатывания пироэнергодатчика 3.A communication separation device comprises a housing 1 and an anvil 2. A cavity 17 for mounting a knife 4 and a cylindrical channel 19 for installing a piston 18 connected to a knife are made in the housing. The knife 4 is made of solid material, for example titanium, with three cutting edges: main 20, parallel to the working surface of the anvil 2, and two additional side 21 and 22, located perpendicular to the main cutting edge 20. Side edges 21 and 22 prevent lateral movement of the cut communications and provide separation of comm unique without nedorez their peripheral parts. A piston 18 located in the cylindrical channel 19 is rigidly connected to the main cutting edge. Above the piston 18 in the cylindrical channel 19 there is a pyrotechnic device made in the form of a pyroenergy sensor 3, which contains an incandescent filament 11, an igniter 15 and a working charge 16. The knife 4 is held in the housing 1 in the initial position by means of two shear check 5. The shear check 5 is made of soft metal (aluminum alloy) and has a small cross section, they are screwed into the housing 1 and fix the knife 4 in the initial position to response time of the pyroenergy sensor 3.

В наковальне 2 выполнены сквозные отверстия 16, в которые входят режущие кромки ножа 4 при разрезании коммуникаций. Наковальня 2 соединяется с корпусом 1 разъемным соединением с помощью болтов 6. В полости 17 корпуса 1 между режущими кромками ножа и наковальней 2 размещены разрезаемые коммуникации 10 (на фиг.1, 2 изображены волноводы), которые плотно прижаты к наковальне скобой 7 (фиг.2) для предотвращения их смещения и нарушения их целостности на этапе выведения. Скоба 7 крепится к наковальне 2 с помощью болтов 8. После разделения скоба 7 удерживает отрезанные коммуникации и не позволяет им двигаться произвольно, поскольку такое движение отрезанных коммуникаций могло бы привести к повреждению космического аппарата.In the anvil 2, through holes 16 are made, into which the cutting edges of the knife 4 enter when cutting communications. Anvil 2 is connected to the casing 1 by a detachable connection using bolts 6. In the cavity 17 of the casing 1 between the cutting edges of the knife and the anvil 2 there are cut communications 10 (waveguides are shown in Figs. 1 and 2), which are tightly pressed to the anvil by the bracket 7 (Fig. 2) to prevent their displacement and violation of their integrity at the stage of removal. The bracket 7 is attached to the anvil 2 with bolts 8. After separation, the bracket 7 holds the cut communications and does not allow them to move arbitrarily, since such a movement of the cut communications could cause damage to the spacecraft.

В поршне 18 выполнены кольцевые проточки 12, в которые вставлены уплотнительные элементы 23, представляющие собой фторопластовые и резиновые кольца. В каждую проточку вставляется фторопластовое кольцо 24, а ближе к ножу за ним (фиг.1) располагается резиновое кольцо 25.In the piston 18, annular grooves 12 are made, into which sealing elements 23 are inserted, which are fluoroplastic and rubber rings. A fluoroplastic ring 24 is inserted into each groove, and a rubber ring 25 is located closer to the knife behind it (Fig. 1).

Устройство для разделения коммуникаций монтируют на силовом элементе конструкции, для чего в корпусе предусмотрены монтажные отверстия 9.A device for separating communications is mounted on a structural element, for which purpose mounting holes 9 are provided in the housing.

Устройство для разделения коммуникаций работает следующим образом.A device for separating communications works as follows.

Одновременно с командой на разделение космического аппарата на нить накаливания 11 пироэнергодатчика 3 подается электрический ток. Выделяемая тепловая энергия обеспечивает срабатывание воспламенителя 15. Энергия воспламенителя 15 приводит в действие рабочий заряд 16, срабатывание которого генерирует рабочие газы. Давление рабочих газов действует на поршень 18, который перемещается, при этом чеки 5 срезаются, нож 4 движется в сторону наковальни 2 и перерезает коммуникации. Дополнительные боковые режущие кромки входят в отверстия 16 наковальни 2.Simultaneously with the command to separate the spacecraft, an electric current is supplied to the filament 11 of the pyroenergy sensor 3. The generated thermal energy ensures the operation of the igniter 15. The energy of the ignitor 15 drives the working charge 16, the operation of which generates the working gases. The pressure of the working gases acts on the piston 18, which moves, while the checks 5 are cut off, the knife 4 moves towards the anvil 2 and cuts the communication. Additional lateral cutting edges are included in the holes 16 of the anvil 2.

Предлагаемое устройство для разделения коммуникаций не имеет недостатков известного технического решения и обеспечивает 100% перерезание заложенных коммуникаций.The proposed device for the separation of communications does not have the disadvantages of the known technical solutions and provides 100% cutting of embedded communications.

Предлагаемое устройство может быть использовано не только в космической и ракетной технике, но и в любых других отраслях, где необходимо мгновенное дистанционно управляемое разделение коммуникаций: кабелей, тросов, труб небольших диаметров и т.п.The proposed device can be used not only in space and rocket technology, but also in any other industries where instant remotely controlled separation of communications is required: cables, cables, pipes of small diameters, etc.

Источники информацииInformation sources

1. Авторское свидетельство СССР №1740970, опубл. 15.06.1992.1. USSR Copyright Certificate No. 1740970, publ. 06/15/1992.

2. Патент Российской Федерации №2301184, опубл. 20.06.2007.2. Patent of the Russian Federation No. 2301184, publ. 06/20/2007.

Claims (3)

1. Устройство для разделения коммуникаций, содержащее корпус и наковальню с плоской рабочей поверхностью, при этом в корпусе выполнен канал, в котором установлены пиротехническое средство и поршень с ножом, имеющим острую кромку, параллельную рабочей поверхности наковальни, наковальня установлена относительно указанной острой кромки ножа с окном для укладки подлежащих разделению коммуникаций, кроме того, устройство имеет срезные элементы для фиксации ножа в исходном состоянии, отличающееся тем, что нож снабжен двумя боковыми частями, каждая из которых имеет острую кромку, перпендикулярную поверхности наковальни, нож жестко соединен с поршнем в середине своей части, содержащей острую кромку, параллельную рабочей поверхности наковальни, срезные элементы для фиксации устройства в исходном состоянии выполнены в виде двух чек, установленных в корпусе и боковых частях ножа, а наковальня выполнена с двумя отверстиями для указанных боковых частей ножа, при этом указанные канал и поршень выполнены цилиндрическими, и на поверхности поршня выполнены, по меньшей мере, две проточки, в каждой из которых установлены уплотнительные кольца.1. A device for separating communications, containing the casing and the anvil with a flat working surface, while in the casing there is a channel in which pyrotechnic means and a piston with a knife having a sharp edge parallel to the anvil working surface are installed, the anvil is installed relative to the specified sharp edge of the knife with a window for laying communications to be divided, in addition, the device has shear elements for fixing the knife in the initial state, characterized in that the knife is provided with two side parts, to each of which has a sharp edge perpendicular to the surface of the anvil, the knife is rigidly connected to the piston in the middle of its part, containing a sharp edge parallel to the working surface of the anvil, shear elements for fixing the device in the initial state are made in the form of two checks installed in the body and side parts knife, and the anvil is made with two holes for the specified side parts of the knife, while the specified channel and piston are cylindrical, and at least two grooves are made on the surface of the piston ki, in each of which sealing rings are installed. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в каждой проточке установлено по два уплотнительных кольца, одно из которых выполнено из фторопласта, а другое из резины, причем уплотнительное кольцо, выполненное из фторопласта, установлено ближе к ножу.2. The device according to claim 1, characterized in that in each groove two sealing rings are installed, one of which is made of fluoroplastic, and the other is made of rubber, and the sealing ring made of fluoroplastic is installed closer to the knife. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что к наковальне присоединена скоба, охватывающая разрезаемые коммуникации. 3. The device according to claim 1, characterized in that a bracket covering the cut communications is attached to the anvil.

Images